JP2022105940A - Lader processing device and laser processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工装置、及びレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method.
近年、1個のLEDのサイズが1mm未満(ミクロンオーダ)の微小なマイクロLEDを画素とした表示装置の開発が進んでいる。当該表示装置は、サファイア基板上に発光半導体層を含む半導体積層体を形成した後に、サファイア基板と半導体積層体との境界において分離した後、分離された半導体積層体を別の支持基板に接合することで形成される。 In recent years, the development of a display device using a minute micro LED having a size of one LED of less than 1 mm (micron order) as a pixel has been progressing. The display device forms a semiconductor laminate including a light emitting semiconductor layer on a sapphire substrate, separates the semiconductor laminate at the boundary between the sapphire substrate and the semiconductor laminate, and then joins the separated semiconductor laminate to another support substrate. It is formed by.
特許文献1には、ステージに載置されたサファイア基板の一方の面に形成されたマイクロLEDを含む積層体に対して、サファイア基板の他方の面からパルス発振によるレーザ光を照射し、各々のマイクロLEDをサファイア基板から分離させるレーザリフトオフによる加工方法が記載されている。
In
マイクロLED表示装置を製造する際に、マイクロLEDが形成されたサファイア基板や、マイクロLEDがトランスファーされる基板(キャリア基板、回路基板等)のサイズが大きい場合、レーザ光を照射しなければならないエリアも大きくなるため、ステージを移動させる必要がある。このとき、レーザ発振の周波数に対して、ステージの移動時間の方が長い場合には、ステージの移動が完了するのを待ってレーザ光を出射しなければならないため、表示装置の生産効率が低下してしまう。また、ステージを移動させる度に、アライメント動作が必要な場合も、表示装置の生産効率が低下してしまう。 When manufacturing a micro LED display device, if the size of the sapphire substrate on which the micro LED is formed or the substrate on which the micro LED is transferred (carrier substrate, circuit board, etc.) is large, the area where laser light must be irradiated. It is necessary to move the stage because it also becomes large. At this time, if the moving time of the stage is longer than the frequency of the laser oscillation, the laser beam must be emitted after waiting for the moving of the stage to be completed, which reduces the production efficiency of the display device. Resulting in. Further, even if an alignment operation is required every time the stage is moved, the production efficiency of the display device is lowered.
上記問題に鑑み、本発明の一実施形態では、基板に形成された画素をレーザ光で加工する際にかかる生産効率を向上させることを目的の一つとする。 In view of the above problems, one of the objects of the embodiment of the present invention is to improve the production efficiency when the pixels formed on the substrate are processed by the laser beam.
本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ発振器と、レーザ光の光路上に配置され、レーザ光の光路を第1の光路と、第1の光路とは異なる第2の光路に分岐させる第1分岐素子と、第1の光路上に配置された第1レーザ光学系と、第2の光路上に配置された第2レーザ光学系と、第1レーザ光学系から出射される第1レーザ光で加工される第1被加工物が載置される第1ステージと、第2レーザ光学系から出射される第2レーザ光で加工される第2被加工物が載置される第2ステージと、第1被加工物に対する第1レーザ光の照射位置及び第2被加工物に対する第2レーザ光の照射位置を制御するために、第1ステージ及び第2ステージの位置を制御するステージ制御部と、を有し、第1分岐素子により、第1の光路と第2の光路とが交互に切り替えられ、ステージ制御部は、第1の光路が選択されているとき第2ステージの位置を制御し、第2の光路が選択されているとき第1ステージの位置を制御する。 The laser processing apparatus according to the embodiment of the present invention is arranged on a laser oscillator that emits a laser beam and an optical path of the laser beam, and the optical path of the laser beam is different from the first optical path and the first optical path. From the first branching element that branches into two optical paths, the first laser optical system arranged on the first optical path, the second laser optical system arranged on the second optical path, and the first laser optical system. The first stage on which the first workpiece to be processed by the emitted first laser beam is placed and the second workpiece to be processed by the second laser beam emitted from the second laser optical system are mounted. Positions of the first stage and the second stage in order to control the second stage to be placed, the irradiation position of the first laser beam on the first workpiece, and the irradiation position of the second laser beam on the second workpiece. The stage control unit has a stage control unit, and the first branch element alternately switches between the first optical path and the second optical path, and the stage control unit is the first when the first optical path is selected. It controls the position of the two stages and controls the position of the first stage when the second optical path is selected.
本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法は、第1レーザ発振器からレーザ光を出射し、第1レーザ発振器の光路上に配置された第1分岐素子により分岐された第1の光路及び第1の光路とは異なる第2の光路のうち、第1の光路が選択されているとき、第1レーザ光学系から射出される第1レーザ光を第1被加工物の照射位置に照射し、第2の光路が選択されているとき、第2レーザ光学系から射出される第2レーザ光を第2加工物の照射位置に照射し、第1の光路と第2の光路とは交互に切り替えられる。 In the laser processing method according to the embodiment of the present invention, a first optical path and a first optical path, which emits laser light from a first laser oscillator and is branched by a first branch element arranged on the optical path of the first laser oscillator. When the first optical path is selected from the second optical path different from the optical path of the above, the irradiation position of the first workpiece is irradiated with the first laser beam emitted from the first laser optical system. When the second optical path is selected, the second laser beam emitted from the second laser optical system is applied to the irradiation position of the second workpiece, and the first optical path and the second optical path are alternately switched. ..
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. However, the present invention can be implemented in many different embodiments and is not construed as being limited to the description of the embodiments exemplified below. Further, in order to clarify the explanation, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual embodiment, but this is just an example, and the interpretation of the present invention is used. It is not limited. Further, in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the above-mentioned figures may be designated by the same reference numerals, and detailed description thereof may be omitted as appropriate.
<第1実施形態>
本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置100の構成、及びその駆動方法について、図1~図6を参照して説明する。
<First Embodiment>
The configuration of the laser processing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention and the driving method thereof will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
<製造装置の概略構成>
図1は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置100の概略構成を説明するブロック図である。レーザ加工装置100は、制御部101、レーザ発振器103、分岐素子105、レーザ光学系107_1、107_2、及びステージ制御部108_1、108_2を有する。また、レーザ加工装置100は、この他に、レーザ制御部102、ミラー104、ミラー106_1、106_2、ステージ109_1、109_2を有する。以降の説明において、レーザ光学系107_1、107_2、ステージ制御部108_1、108_2、ステージ109_1、109_2について、それぞれを区別しない場合には、レーザ光学系107、ステージ制御部108、ステージ109と記載する。なお、ミラー106やレーザ光学系107の構成要素ついても同様である。
<Outline configuration of manufacturing equipment>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 100 includes a
制御部101は、レーザ制御部102、レーザ光学系107、分岐素子105、及びステージ制御部108と接続されて、レーザ制御部102、レーザ光学系107、分岐素子105、及びステージ制御部108の各々の動作を制御する。
The
レーザ制御部102は、制御部101からの制御信号を受信することにより、レーザ出力値を設置して、レーザ発振器103に電源を供給する。
By receiving the control signal from the
レーザ発振器103は、レーザ発振によるパルスのレーザ光10を出射するものである。レーザ発振器103は、例えば、エキシマレーザ又はUV固体レーザを用いることができるが、本発明の一実施形態では、特に限定されない。レーザ発振器103は、レーザ光10を照射する対象物や目的に対して適宜選択できる。例えば、マイクロLEDをレーザリフトオフする場合には、固体UV(Ultra Violet:紫外線)領域のYAGレーザ発振器により、第4高調波(FHG:Fourth-Harmonic Generation)である波長266nmのピコ秒パルスレーザを使用することが好ましい。また、マイクロLEDをリフトオフする場合には、エキシマレーザを用いたUV波長を用いることが好ましい。マイクロLEDを回路基板等に接合する場合には、半導体レーザとして900nm~1200nmのIRレーザを用いることが好ましい。
The
ミラー104は、レーザ光10の光路上に配置され、レーザ光10の光路を変更するものである。ミラー104は、レーザ発振器103から出射されたレーザ光10を反射させて、分岐素子105に向かうように光路を変更する。
The
分岐素子105は、レーザ光10の光路を第1の光路と、第1の光路とは異なる第2の光路とに分岐させる機能を有する。図1では、第1の光路は、第1の方向D1に沿っており、第2の光路は、第2の方向D2に沿っている。また、分岐素子105として、例えば、ビームスプリッタを用いる。図1に示す実線のレーザ光10は、分岐素子105により分岐された第1の光路について示しており、点線のレーザ光10は、分岐素子105により分岐された第2の光路について示している。
The branching
また、レーザ加工装置100は、図1に図示しないが、分岐素子105によって分岐された第1の光路のレーザ光10及び第2の光路のレーザ光10のいずれかを選択するシャッターを有していてもよい。シャッターは、分岐素子105とレーザ光学系107_1との間、及び分岐素子105とレーザ光学系107_2との間に設けられていてもよい。また、シャッターは、分岐素子105とレーザ光学系107の間において、分岐素子105とミラー106_1、106_2との間に設けられていても良いし、ミラー106_1、106_2とレーザ光学系107_1、107_2との間に設けられていても良い。または、シャッターは、レーザ光学系107_1及びレーザ光学系107_2の内部にそれぞれ設けられていてもよい。シャッターが開状態の場合はレーザ光10が通過し、シャッターが閉状態の場合はレーザ光10が遮断される。例えば、分岐素子105とレーザ光学系107_1との間に設けられたシャッターが開状態であり、分岐素子105とレーザ光学系107_2との間に設けられたシャッターが閉状態の場合は、第1の光路のレーザ光10が選択された状態となる。したがって、シャッターは、分岐素子105によって分岐された第1の光路のレーザ光10及び第2の光路のレーザ光10のいずれかを選択することができれば、配置される位置については特に限定されない。
Further, although not shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 100 has a shutter for selecting either the
また、本発明の一実施形態において、分岐素子105に代えて切替素子を用いてもよい。切替素子は、レーザ光10の光路を第1の光路と第2の光路とを切り替える機能を有する。切替素子として、例えば、ミラーを用いる。なお、分岐素子105に代えて切替素子を用いる場合にも、上述したシャッターは用いてもよいし、用いなくてもよい。
Further, in one embodiment of the present invention, a switching element may be used instead of the
ステージ制御部108_1は、制御部101及びステージ109_1と接続され、ステージ制御部108_2は、制御部101及びステージ109_2と接続される。ステージ制御部108_1は、制御部101から出力される制御信号に応じて、被加工物200_1の搬送や位置決めをするステージ109_1の移動を制御する。同様に、ステージ制御部108_2は、制御部101から出力される制御信号に応じて、被加工物200_2の搬送や位置決めをするステージ109_2の移動を制御する。図1においては、ステージ109_1、109_2のそれぞれは、2つのステージ制御部108_1、108_2によって制御される例について示すが、1つのステージ制御部108によって、2つのステージ109_1、109_2を制御してもよい。ステージ109_1、109_2は、例えば、ステージの面内方向の位置決め制御を可能とするXYθステージである。
The stage control unit 108_1 is connected to the
ミラー106は、レーザ光10の第1の光路もしくは第2の光路を、レーザ光学系107に向かうようにさらに光路を変更させる。ミラー106_1は、分岐素子105から射出されたレーザ光10の第1の光路を、第3の方向D3に偏向する。また、ミラー106_2は、分岐素子105から射出された第2の光路を、第3の方向D3に偏向する。なお、ミラー104、106は、分岐素子105が配置される位置に応じて、配置を変更しても良いし、適宜省略してもよい。
The mirror 106 further changes the first optical path or the second optical path of the
レーザ光学系107_1は、レーザ光10を、ステージ109_1に載置された被加工物200_1に照射する。同様に、レーザ光学系107_2は、レーザ光10を、ステージ109_2に載置された被加工物200_2に照射する。なお、レーザ光学系107_1、107_2の構成については、図2を参照して詳細に説明する。
The laser optical system 107_1 irradiates the workpiece 200_1 placed on the stage 109_1 with the
図2は、レーザ光学系107_1、107_2の構成を説明する斜視図である。レーザ光学系107_1、107_2の近傍には、ミラー106_1、106_2が設けられている。レーザ光学系107_1は、ガルバノスキャナ170_1及び集光レンズ175_1の少なくとも一方を有する。同様に、レーザ光学系107_2は、ガルバノスキャナ170_2及び集光レンズ175_2の少なくとも一方を有する。図2は、レーザ光学系107_1がガルバノスキャナ170_1及び集光レンズ175_1の双方を有しており、レーザ光学系107_2がガルバノスキャナ170_2及び集光レンズ175_2の双方を有する構成を示している。 FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration of the laser optical systems 107_1 and 107_2. Mirrors 106_1 and 106_1 are provided in the vicinity of the laser optical systems 107_1 and 107_2. The laser optical system 107_1 has at least one of a galvano scanner 170_1 and a condenser lens 175_1. Similarly, the laser optical system 107_2 has at least one of a galvano scanner 170_2 and a condenser lens 175_2. FIG. 2 shows a configuration in which the laser optical system 107_1 has both a galvano scanner 170_1 and a condenser lens 175_1, and the laser optical system 107_1 has both a galvano scanner 170_2 and a condenser lens 175_1.
ガルバノスキャナ170_1は、Xスキャンミラー171_1と、Xスキャンミラー171_1を制御するX軸モータ172_1と、Yスキャンミラー173_1と、Yスキャンミラー173_1を制御するY軸モータ174_1を有する。同様に、ガルバノスキャナ170_2は、Xスキャンミラー171_2と、Xスキャンミラー171_2を制御するX軸モータ172_2と、Yスキャンミラー173_2と、Yスキャンミラー173_2を制御するY軸モータ174_2を有する。X軸モータ172_1、172_2及びY軸モータ174_1、174_2は、制御部101によって制御される。Xスキャンミラー171_1、172_2をX方向に走査することで、レーザ光10をX方向に走査させることができる。Yスキャンミラー173_1、174_2をY方向に走査させることで、レーザ光10をY方向に走査させることができる。Xスキャンミラー171_1、171_2及びYスキャンミラー173_1、173_2を走査させることで、被加工物200_1、200_2の照射エリア全体にレーザ光10を照射させることができる。ここで、照射エリアとは、ステージ109が固定された状態で、レーザ光学系107が被加工物200に対して、レーザ光10を照射することができる範囲をいう。照射エリアは、例えば、100mm2の範囲であるが、照射エリアの範囲はこれに限るものではない。したがって、被加工物200の面積が大きい場合には、被加工物200に照射エリアが複数存在し得る。さらには、ガルバノスキャナ170と被加工物200との間に、マスクを設け、マスクにて照射領域を定めるものであっても良い。
The galvano scanner 170_1 includes an X-scan mirror 171_1, an X-axis motor 172_1 that controls the X-scan mirror 171_1, a Y-scan mirror 173_1, and a Y-axis motor 174_1 that controls the Y-scan mirror 173_1. Similarly, the galvano scanner 170_2 has an X-scan mirror 171_2, an X-axis motor 172_2 that controls the X-scan mirror 171_2, a Y-scan mirror 173_2, and a Y-axis motor 174_2 that controls the Y-scan mirror 173_2. The X-axis motors 172_1 and 172_2 and the Y-axis motors 174_1 and 174_1 are controlled by the
集光レンズ175_1、175_2は、例えば、fθレンズである。集光レンズ175_1は、Yスキャンミラー173を反射したレーザ光10を集光し、ステージ109_1上に配置された被加工物200_1の表面にレーザ光10を照射する。同様に、集光レンズ175_2は、Yスキャンミラー173_2を反射したレーザ光10を集光し、ステージ109_2上に配置された被加工物200_2の表面にレーザ光10を照射する。
The condenser lenses 175_1 and 175_2 are, for example, fθ lenses. The condenser lens 175_1 collects the
<被加工物>
次に、本実施形態における被加工物200の一例について、図3A及び図3Bを参照して説明する。
<Workpiece>
Next, an example of the
図3Aは、本実施形態における被加工物200の一例を示す平面図である。被加工物200は、サファイア基板201の一方の面に形成された複数のマイクロLED211を含む。ここで、サファイア基板201は、円盤形状であり、直径は、2~8インチのいずれであってもよい。なお、円盤形状については、一部がカットされた形状が含まれていてもよい。サファイア基板201の厚みは、例えば、0.2mmである。また、マイクロLED211のサイズは、例えば、縦、横、及び高さがそれぞれ3μm~300μmである。一例として、20μm(横)×20μm(縦)で、高さが10μmである。他の一例として、5μm(横)×5μm(縦)で高さが3μmである。
FIG. 3A is a plan view showing an example of the
図3Bは、図3Aに示す被加工物200をA1-A2線に沿って切断した断面図である。被加工物200は、サファイア基板201とマイクロLED211との間に境界部212を有する。境界部212は、レーザリフトオフをする際の剥離層である。サファイア基板201の他方の面側から境界部212に、レーザ光の焦点位置を合わせて、レーザアブレーションにより、境界部212においてマイクロLED211をサファイア基板201から分離することができる。以降の説明において、サファイア基板201は、マイクロLED211が形成された一方の面はステージ109側、他方の面はレーザ光学系107側となるように配置される。
FIG. 3B is a cross-sectional view of the
<製造装置の動作>
次に、上記の通り構成されたレーザ加工装置100の動作について、図1、図4~図6を参照して説明する。図4は、図1に示すレーザ光10の光路として第1の光路が選択されている場合を示す図であり、図5は、図1に示すレーザ光10の光路として第2の光路が選択されている場合を示す図である。また、図6は、レーザ加工装置100の動作を説明するタイミングチャートである。
<Operation of manufacturing equipment>
Next, the operation of the laser processing apparatus 100 configured as described above will be described with reference to FIGS. 1, 4 to 6. FIG. 4 is a diagram showing a case where the first optical path is selected as the optical path of the
ここでは、被加工物200_1、200_2は、サファイア基板201にマイクロLED211が形成されたものである。サファイア基板201にレーザ光10を照射することで、サファイア基板201からマイクロLED211を分離する方法について説明する。また、サファイア基板201_1、201_2はそれぞれ、複数の照射エリアを有している。
Here, the workpieces 200_1 and 200_1 have the
時間T0において、図1に示すように構成されたレーザ加工装置100のステージ109_1に被加工物200_1がセッティングされる。被加工物200_1はサファイア基板201_1の他方の面、つまりマイクロLED211が形成されていない面が上面となるようにステージ109_1上に配置される。同様に、ステージ109_2に被加工物200_2がセッティングされる。被加工物200_2はサファイア基板201_2の他方の面、つまりマイクロLED211が形成されていない面が上面となるようにステージ109_2上に配置される。
At time T0, the workpiece 200_1 is set on the stage 109_1 of the laser machining apparatus 100 configured as shown in FIG. The workpiece 200_1 is arranged on the stage 109_1 so that the other surface of the sapphire substrate 201_1, that is, the surface on which the
時間T1において、制御部101から受信した制御信号により、レーザ光学系107_1において、Z方向に集光レンズ175_1の集光位置を被加工物200_1の境界部212に合わせる。制御部101からの制御信号に応じて、ステージ制御部108_1はステージ109_1をX方向及びY方向に移動させて、照射エリア210_1の位置決めをする。次に、制御部101からの制御信号に応じて、ガルバノスキャナ170_1はX軸モータ172_1及びY軸モータ174_1を制御して、Xスキャンミラー171_1及びYスキャンミラー173_1を制御する。これにより、被加工物200_1に最初にレーザ光10が照射される位置が決定される。照射エリア210_1は、最初にレーザ光10が照射される位置を基準とした所定の領域である。
At time T1, the condensing position of the condensing lens 175_1 is aligned with the
時間T2において、ステージ109_1及びレーザ光学系107_1の位置決めが完了すると、レーザ発振器103からレーザ光10が出射される。出射されたレーザ光10は、ミラー104によって反射されて、分岐素子105によって第1の光路及び第2の光路に分岐される。ここで、第2の光路のレーザ光10は閉状態のシャッターにより遮断される。第1の光路のレーザ光10は、開状態のシャッターを通過して、ミラー106_1によって反射される。そして、図4に示すように、ミラー106_1によって反射されたレーザ光10は、レーザ光学系107_1に入射する。レーザ光学系107_1は、レーザ光10をXスキャンミラー171_1、Yスキャンミラー173_1によって偏向して、集光レンズ175_1によって被加工物200_1で集光する。
When the positioning of the stage 109_1 and the laser optical system 107_1 is completed at the time T2, the
被加工物200_1において、サファイア基板201とマイクロLED211との間の境界部212に、レーザ光10が照射されると、境界部212でマイクロLED211をサファイア基板201から分離することができる。
In the workpiece 200_1, when the
その後、レーザ光学系107_1は、照射エリア210_1内をX方向及びY方向にレーザ光10を移動させながら照射する。照射エリア210_1内に、マイクロLED211が、例えば、横20個、縦20個などと縦横に複数個配置されている場合には、これら全てのマイクロLED211に対してレーザ光10を照射して、マイクロLED211を分離する。これにより、照射エリア210_1内に配置された複数のマイクロLED211をサファイア基板201から分離することができる。照射エリア210_1内における全てのマイクロLED211をサファイア基板201から分離させることが完了すると、制御部101はレーザ光学系107_1からのレーザ光の照射を停止させる。
After that, the laser optical system 107_1 irradiates the irradiation area 210_1 while moving the
時間T2において、レーザ光学系107_1が、照射エリア210_1内に配置された複数のマイクロLED211をサファイア基板201から分離させている間に、制御部101は、レーザ光学系107_2及びステージ109_2の位置決めを行う。
At time T2, the
制御部101から受信した制御信号により、レーザ光学系107_2において、レーザ光学系107_1と同様に、Z方向に集光レンズ175_2の集光位置を被加工物200_2の境界部212に合わせる。制御部101からの制御信号に応じて、ステージ制御部108_2はステージ109_2をX方向及びY方向に移動させて、照射エリア220_1の位置決めをする。次に、制御部101からの制御信号に応じて、ガルバノスキャナ170_2はX軸モータ172_2及びY軸モータ174_2を制御して、Xスキャンミラー171_2及びYスキャンミラー173_2を制御する。これにより、被加工物200_2に最初にレーザ光10が照射される位置が決定される。照射エリア220_1は、最初にレーザ光10が照射される位置を基準とした所定の領域である。
By the control signal received from the
時間T3において、レーザ光10の光路を、第1の光路から第2の光路に切り替える。ここで、第1の光路のレーザ光10は、閉状態のシャッターにより遮断される。第2の光路のレーザ光10は、ミラーに106_2に向かって直進し、さらにミラー106_2によって反射される。そして、図5に示すように、ミラー106_2によって反射されたレーザ光10は、レーザ光学系107_2に入射する。レーザ光学系107_2は、レーザ光10をXスキャンミラー171_2、Yスキャンミラー173_2によって偏向して、集光レンズ175_2によって被加工物200_2で集光する。
At time T3, the optical path of the
なお、時間T2において、レーザ光学系107_1が、照射エリア210内に配置された複数のマイクロLED211をサファイア基板201から分離させている間に、レーザ光学系107_2及びステージ109_2の位置決めが完了している場合には、直ちに、レーザ光10の光路を選択することができるため好ましい。これに対し、レーザ光学系107_1が、照射エリア210内に配置された複数のマイクロLED211をサファイア基板201から分離させている間に、レーザ光学系107_2及びステージ109_2の位置決めが完了していない場合には、レーザ発振器103からレーザ光10の出射を一時的に停止してもよい。この場合、レーザ光学系107_2及びステージ109_2の位置決めが完了したら、レーザ光10の光路を第1の光路から第2の光路に切り替えて、再度、レーザ発振器からレーザ光を出射すればよい。
At time T2, the positioning of the laser optical system 107_2 and the stage 109_2 is completed while the laser optical system 107_1 separates the plurality of
レーザ光学系107_2は、照射エリア220_1内をX方向及びY方向にレーザ光10を移動させながら照射する。照射エリア220_1内に、マイクロLED211が縦横に複数個配置されている場合には、これら全てのマイクロLED211に対して、レーザ光10を照射して、マイクロLED211を分離する。これにより、照射エリア220_1内に配置された複数のマイクロLED211の全てをサファイア基板201から分離することができる。照射エリア220_1内における全てのマイクロLED211をサファイア基板201から分離させることが完了すると、制御部101はレーザ光学系107_2からのレーザ光の照射を停止させる。
The laser optical system 107_2 irradiates the irradiation area 220_1 while moving the
時間T3において、レーザ光学系107_2が、照射エリア220_1内に配置された複数のLED211をサファイア基板201から分離させている間に、制御部101は、照射エリア210_1に隣接する照射エリア210_2に対してレーザ光学系107_1及びステージ109_1の位置決めを行う。図5において、照射エリア210_2は、照射エリア210_1に対して、X方向に隣接する照射エリアである場合について示すが、Y方向に隣接する照射エリアであってもよい。
At time T3, the
図6において、時間T4及び時間T6における動作については、時間T2の記載を参照すればよく、時間T5における動作については、時間T3の記載を参照すればよい。レーザ加工装置100は、時間T4以降、被加工物200_1が有する複数の照射エリア210の全て及び被加工物200_2が有する複数の照射エリア220の全てに対してレーザ光10を照射して、サファイア基板に形成された全てのマイクロLED211が分離されるまで、上記の動作を繰り返す。
In FIG. 6, the description of the time T2 may be referred to for the operation at the time T4 and the time T6, and the description of the time T3 may be referred to for the operation at the time T5. After the time T4, the laser processing apparatus 100 irradiates the
本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置100によれば、複数のレーザ光学系107_1、107_2を有するため、一方のレーザ光学系に対応する被加工物200にレーザ光を照射している間に、他方のレーザ光学系に対応する被加工物200が配置される位置にステージ109を移動させることができる。その後、一方のレーザ光学系107に対応する被加工物200の照射エリア内へのレーザ光10の照射が完了したら、レーザ光10が進行する方向を変更して、他方のレーザ光学系107に対応する被加工物200の照射エリア内へのレーザ光10の照射を開始する。他方のレーザ光学系107に対応する被加工物200にレーザ光10を照射している間に、一方のレーザ光学系107に対応する被加工物200の照射エリアにステージ109を移動させることができる。これにより、大面積の基板に形成された画素をレーザ光で加工する際にかかる生産効率を向上させることができる。
According to the laser processing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, since the laser processing apparatus 100 has a plurality of laser optical systems 107_1 and 107_2, while the
以上説明した通り、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置100は、2つの被加工物200_1、200_2の照射エリア210_1、220_1、210_2というように、交互にレーザを照射することができるため、タクトタイムを減少させることができる。また、複数の被加工物200_1、200_2に対してほぼ同時に処理を行うことが可能である。また、一つのレーザ発振器103に対して、複数の被加工物200_1、200_2を処理することができる。これにより、レーザ発振器103を増やす場合と比較して、大幅に装置コストを減少させることができる。
As described above, the laser processing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention can alternately irradiate the lasers in the irradiation areas 210_1, 220_1, 210_2 of the two workpieces 200_1 and 200_1. The tact time can be reduced. Further, it is possible to process a plurality of workpieces 200_1 and 200_1 at almost the same time. Further, a plurality of workpieces 200_1 and 200_1 can be processed for one
本実施形態では、1つのレーザ発振器103に対して、2つのレーザ光学系107_1、107_2及びステージ109_1、109_2を用いる場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。1つのレーザ発振器103に対して、3つ以上のレーザ光学系107及び3つ以上のステージ109を用いてもよい。3つのレーザ光学系を用いる場合には、例えば、分岐素子105により分岐されたレーザ光に対してさらに分岐素子を用いて、レーザ光を2つに分割させる。そして、分割されたレーザ光のそれぞれを、2つのレーザ光学系107に入射させる。このとき、上述の2つのレーザ光学系107は、同じ動作をすることが好ましい。また、上述の2つのレーザ光学系107は、第2状態の分岐素子105を反射したレーザ光10が入射されるレーザ光学系107と交互に動作させることが好ましい。
In the present embodiment, the case where two laser optical systems 107_1 and 107_2 and stages 109_1 and 109_2 are used for one
また、本実施形態では、レーザ加工装置100を、サファイア基板201に形成されたマイクロLED211をレーザ光によって分離する工程に適用する場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。例えば、マイクロLED表示装置の製造工程において、トランジスタが形成された回路基板に、マイクロLEDを接合する工程に適用してもよい。具体的には、レーザ加工装置100を、トランジスタが形成された回路基板に、分離されたマイクロLEDを搭載して、マイクロLEDの端子とトランジスタの端子とを、レーザ光により接合する工程に適用してもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the laser processing apparatus 100 is applied to the step of separating the
<第2実施形態>
本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置100Aの構成、及びその駆動方法について、図7~図10を参照して説明する。以降の説明において、レーザ加工装置100と同一部分又は同様な機能を有する部分には、同様な符号を付し、繰り返しの説明は省略する。
<Second Embodiment>
The configuration of the laser processing apparatus 100A according to the embodiment of the present invention and the driving method thereof will be described with reference to FIGS. 7 to 10. In the following description, the same parts as those of the laser processing apparatus 100 or the parts having the same functions are designated by the same reference numerals, and the repeated description will be omitted.
<製造装置の概略構成>
図7は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置100Aの概略構成を説明するブロック図である。レーザ加工装置100Aは、制御部101、レーザ発振器103_1、103_2、分岐素子105_1、105_2、レーザ光学系107_1~107_4、及びステージ制御部108_1~108_4を有する。また、レーザ加工装置100Aは、この他に、レーザ制御部102_1、102_2、ミラー104_1、104_2、ミラー106_1~106_4、ステージ109_1~109_4を有する。なお、レーザ加工装置100Aの構成要素について、レーザ発振器103_1、分岐素子105_1、レーザ制御部102_1、ミラー104_1、ミラー106_1、106_2については、第1実施形態において説明したレーザ発振器103、分岐素子105、レーザ制御部102、ミラー104、ミラー106と同様である。
<Outline configuration of manufacturing equipment>
FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing apparatus 100A according to an embodiment of the present invention. The laser processing apparatus 100A includes a
レーザ制御部102_2は、制御部101からの制御信号を受信することにより、レーザ出力値を設置して、レーザ発振器103_2に電源を供給する。
By receiving the control signal from the
レーザ発振器103_2は、レーザ発振によるパルスのレーザ光20を出射するものである。レーザ発振器103_2は、例えば、エキシマレーザ又はUV固体レーザを用いることができるが、本発明の一実施形態では、特に限定されない。レーザ発振器103_2は、レーザ光20を照射する対象物や目的に対して適宜選択できる。例えば、マイクロLEDをレーザリフトオフする場合には、例えば、固体UV(Ultra Violet:紫外線)領域のYAGレーザ発振器により、第4高調波(FHG:Fourth-Harmonic Generation)である波長266nmのピコ秒パルスレーザを使用することが好ましい。また、マイクロLEDをリフトオフする場合には、エキシマレーザを用いたUV波長を用いることが好ましい。マイクロLEDを回路基板等に接合する場合には、半導体レーザとして900nm~1200nmのIRレーザを用いることが好ましい。本実施形態では、被加工物200_1~200_4に対して、レーザリフトオフするため、レーザ発振器103_1、103_2として、同じレーザ光源を用いることが好ましい。
The laser oscillator 103_2 emits the
ミラー104_2は、レーザ光10の光路上に配置され、レーザ光20の光路を変更するものである。ミラー104_2は、レーザ発振器103_2から出射されたレーザ光20を反射させて、分岐素子105_2に向かうように光路を変更する。
The mirror 104_2 is arranged on the optical path of the
分岐素子105_2は、レーザ光20の光路を第3の光路と、第3の光路とは異なる第4の光路とに分岐させる機能を有する。図7では、第3の光路は、第2の方向D2に沿っており、第4の光路は、第1の方向D1に沿っている。また、分岐素子105_2として、例えば、ビームスプリッタを用いる。図7に示す実線のレーザ光20は、分岐素子105_2により分岐された第3の光路について示しており、点線のレーザ光20は、分岐素子105_2により分岐された第4の光路について示している。
The branching element 105_2 has a function of branching the optical path of the
また、レーザ加工装置100Aは、図7に図示しないが、分岐素子105_2によって分岐された第3の光路のレーザ光20及び第4の光路のレーザ光20のいずれかを選択するシャッターを有していてもよい。シャッターは、分岐素子105_2とレーザ光学系107_3との間、及び分岐素子105_2とレーザ光学系107_4との間に設けられていてもよい。また、シャッターは、分岐素子105_2とレーザ光学系107_4の間において、分岐素子105_2とミラー106_3及び106_4との間に設けられていても良いし、ミラー106_3及びミラー104_4とレーザ光学系107_3及び107_4との間に設けられていても良い。または、シャッターは、レーザ光学系107_3及びレーザ光学系107_4の内部にそれぞれ設けられていてもよい。シャッターが開状態の場合はレーザ光20が通過し、シャッターが閉状態の場合はレーザ光20が遮断される。例えば、分岐素子105_2とレーザ光学系107_3との間に設けられたシャッターが開状態であり、分岐素子105_2とレーザ光学系107_4との間に設けられたシャッターが閉状態の場合は、第3の光路のレーザ光20が選択された状態となる。シャッターは、分岐素子105_2によって分岐された第3の光路のレーザ光20及び第4の光路のレーザ光20のいずれかを選択することができれば、配置される位置については特に限定されない。
Further, although not shown in FIG. 7, the laser processing apparatus 100A has a shutter for selecting either the
また、本発明の一実施形態において、分岐素子105_2に代えて切替素子を用いてもよい。切替素子は、レーザ光20の光路を第3の光路と第4の光路とを切り替える機能を有する。切替素子として、例えば、ミラーを用いる。なお、分岐素子105_2に代えて切替素子を用いる場合には、上述したシャッターは用いなくてもよい。
Further, in one embodiment of the present invention, a switching element may be used instead of the branch element 105_2. The switching element has a function of switching the optical path of the
ステージ制御部108_3は、制御部101及びステージ109_3と接続され、ステージ109_3は、制御部101及びステージ109_3と接続される。ステージ制御部108_3は、制御部101から出力される制御信号に応じて、被加工物200_3の搬送や位置決めをするステージ109_3の移動を制御する。同様に、ステージ制御部108_4は、制御部101から出力される制御信号に応じて、被加工物200_4の搬送や位置決めをするステージ109_4の移動を制御する。図7においては、ステージ109_1~109_4のそれぞれは、4つのステージ制御部108_1~108_4によって制御される例について示すが、1つのステージ制御部108によって、ステージ109_1~109_4を制御してもよい。ステージ109_3、109_4は、例えば、ステージの面内方向の位置決め制御を可能とするXYθステージである。
The stage control unit 108_3 is connected to the
ミラー106_3は、レーザ光20の第3の光路をレーザ光学系107_3に向かうように、第3の方向D3に変更させる。また、ミラー106_4は、レーザ光20の第4の光路をレーザ光学系107_4に向かうように、第3の方向D3に変更させる。なお、ミラー104_2、106_3、106_4は、分岐素子105_2が配置される位置に応じて、配置を変更しても良いし、適宜省略してもよい。
The mirror 106_3 causes the third optical path of the
レーザ光学系107_3は、レーザ光20を、ステージ109_3に載置された被加工物200_3に照射する。同様に、レーザ光学系107_4は、レーザ光20を、ステージ109_4に載置された被加工物200_4に照射する。なお、レーザ光学系107_3、107_4の構成については、図8に示す通りである。
The laser optical system 107_3 irradiates the workpiece 200_3 placed on the stage 109_3 with the
図8は、レーザ光学系107_3、107_4の構成を説明する斜視図である。レーザ光学系107_3は、ガルバノスキャナ170_3及び集光レンズ175_3の少なくとも一方を有する。同様に、レーザ光学系107_4は、ガルバノスキャナ170_4及び集光レンズ175_4の少なくとも一方を有する。図8は、レーザ光学系107_3がガルバノスキャナ170_3及び集光レンズ175_3の双方を有しており、レーザ光学系107_4がガルバノスキャナ170_4及び集光レンズ175_4の双方を有する構成を示している。レーザ光学系107_3、107_4の構成については、図2に記載のレーザ光学系107_1、107_2の構成の説明を参照すればよい。 FIG. 8 is a perspective view illustrating the configuration of the laser optical systems 107_3 and 107_4. The laser optical system 107_3 has at least one of a galvano scanner 170_3 and a condenser lens 175_3. Similarly, the laser optical system 107_4 has at least one of a galvano scanner 170_4 and a condenser lens 175_4. FIG. 8 shows a configuration in which the laser optical system 107_3 has both a galvano scanner 170_3 and a condenser lens 175_3, and the laser optical system 107_4 has both a galvano scanner 170_4 and a condenser lens 175_4. For the configurations of the laser optical systems 107_3 and 107_4, the description of the configurations of the laser optical systems 107_1 and 107_2 shown in FIG. 2 may be referred to.
<製造装置の動作>
次に、上記の通り構成されたレーザ加工装置100の動作について、図7~図9を参照して説明する。図9は、レーザ加工装置100の動作を説明するタイミングチャートである。本実施形態では、制御部101が、ステージ109_1、109_3及びレーザ光学系107_1、107_3を同時に制御し、ステージ109_2、109_4及びレーザ光学系107_2、107_4を同時に制御する方法について説明する。なお、ステージ109_1、109_2、及びレーザ光学系107_1、107_2の動作については、図6に示すタイミングチャートと同様であるため、適宜説明を省略する。
<Operation of manufacturing equipment>
Next, the operation of the laser processing apparatus 100 configured as described above will be described with reference to FIGS. 7 to 9. FIG. 9 is a timing chart illustrating the operation of the laser processing apparatus 100. In the present embodiment, a method will be described in which the
ここでは、被加工物200_3、200_4は、サファイア基板201にマイクロLED211が形成されたものである。サファイア基板201にレーザ光10を照射することで、サファイア基板201からマイクロLED211を分離する方法について説明する。また、サファイア基板201_3、201_4はそれぞれ、複数の照射エリアを有している。
Here, the workpieces 200_3 and 200_4 have the
時間T0において、図7に示すように構成されたレーザ加工装置100Aのステージ109_3に被加工物200_3がセッティングされる。被加工物200_3はサファイア基板201_3の他方の面、つまりマイクロLED211が形成されていない面が上面となるようにステージ109_3上に配置される。同様に、ステージ109_4に被加工物200_4がセッティングされる。被加工物200_4はサファイア基板201_4の他方の面、つまりマイクロLED211が形成されていない面が上面となるようにステージ109_4上に配置される。
At time T0, the workpiece 200_3 is set on the stage 109_3 of the laser machining apparatus 100A configured as shown in FIG. 7. The workpiece 200_3 is arranged on the stage 109_3 so that the other surface of the sapphire substrate 201_3, that is, the surface on which the
時間T1において、制御部101から受信した制御信号により、レーザ光学系107_3において、Z方向に集光レンズ175_3の集光位置を被加工物200_3の境界部212に合わせる。制御部101からの制御信号に応じて、ステージ制御部108_3はステージ109_3をX方向及びY方向に移動させて、照射エリア230_1の位置決めをする。次に、制御部101からの制御信号に応じて、ガルバノスキャナ170_3はX軸モータ172_3及びY軸モータ174_3を制御して、Xスキャンミラー171_3及びYスキャンミラー173_3を制御する。これにより、被加工物200_3に最初にレーザ光20が照射される位置が決定される。照射エリア230_1は、最初にレーザ光20が照射される位置を基準とした所定の領域である。
At time T1, the condensing position of the condensing lens 175_3 is aligned with the
時間T2において、ステージ109_3及びレーザ光学系107_3の位置決めが完了すると、レーザ発振器103_2からレーザ光20が出射される。出射されたレーザ光20は、ミラー104_2によって反射されて、分岐素子105_2によって第3の光路及び第4の光路に分岐される。ここで、第4の光路のレーザ光20は閉状態のシャッターにより遮断される。第3の光路のレーザ光20は、開状態のシャッターを通過して、ミラー106_3によって反射される。そして、ミラー106_3によって反射されたレーザ光20は、レーザ光学系107_3に入射する。レーザ光学系107_3は、レーザ光20をXスキャンミラー171_3、Yスキャンミラー173_3によって偏向して、集光レンズ175_3によって被加工物200_3で集光する。
When the positioning of the stage 109_3 and the laser optical system 107_3 is completed at the time T2, the
被加工物200_3において、サファイア基板201とマイクロLED211との間の境界部212に、レーザ光20が照射されると、マイクロLED211をサファイア基板201から分離することができる。
In the workpiece 200_3, when the
その後、レーザ光学系107_3は、照射エリア230_1内をX方向及びY方向にレーザ光20を移動させながら照射する。照射エリア230_1内に、マイクロLED211が、縦横に複数個配置されている場合には、これら全てのマイクロLED211に対して、レーザ光20を照射して、マイクロLED211を分離する。これにより、照射エリア230_1内に配置された複数のマイクロLED211をサファイア基板201から分離することができる。照射エリア230_1内における全てのマイクロLED211をサファイア基板201から分離させることが完了すると、制御部101は、レーザ光学系107_3のレーザ光20からのレーザ光の照射を停止させる。
After that, the laser optical system 107_3 irradiates the irradiation area 230_1 while moving the
時間T2において、レーザ光学系107_3が、照射エリア230_1内に配置された複数のマイクロLED211をサファイア基板201から分離させている間に、制御部101は、レーザ光学系107_4及びステージ109_4の位置決めを行う。
At time T2, the
制御部101から受信した制御信号により、レーザ光学系107_4において、レーザ光学系107_3と同様に、Z方向に集光レンズ175_2の集光位置を被加工物200_4の境界部212に合わせる。制御部101からの制御信号に応じて、ステージ制御部108_4はステージ109_4をX方向及びY方向に移動させて、照射エリア240_1の位置決めをする。次に、制御部101からの制御信号に応じて、ガルバノスキャナ170_4はX軸モータ172_4及びY軸モータ174_4を制御して、Xスキャンミラー171_4及びYスキャンミラー173_4を制御する。これにより、被加工物200_4に最初にレーザ光20が照射される位置が決定される。照射エリア240_1は、最初にレーザ光20が照射される位置を基準とした所定の領域である。
By the control signal received from the
時間T3において、レーザ光20の光路を、第3の光路から第4の光路に切り替える。ここで、第3の光路のレーザ光20は、閉状態のシャッターにより遮断される。第4の光路のレーザ光20は、ミラー106_4に向かって直進し、さらにミラー106_4によって反射される。そのため、ミラー106_4によって反射されたレーザ光20は、レーザ光学系107_4に入射する。レーザ光学系107_4は、レーザ光20をXスキャンミラー171_4、Yスキャンミラー173_4によって偏向して、集光レンズ175_4によって被加工物200_4で集光する。
At time T3, the optical path of the
レーザ光学系107_4は、照射エリア240_1内をX方向及びY方向にレーザ光10を移動させながら照射する。照射エリア240_1内に、マイクロLED211が縦横に複数個配置されている場合には、これら全てのマイクロLED211に対して、レーザ光10を照射して、マイクロLED211を分離する。これにより、照射エリア240_1内に配置された複数のマイクロLED211の全てをサファイア基板201から分離することができる。照射エリア240_1内における全てのマイクロLED211をサファイア基板201から分離させることが完了すると、制御部101はレーザ光学系107_4からのレーザ光の照射を停止させる。
The laser optical system 107_4 irradiates the irradiation area 240_1 while moving the
時間T3において、レーザ光学系107_4が、照射エリア240_1内に配置された複数のLED211をサファイア基板201から分離させている間に、制御部101は、照射エリア230_1に隣接する照射エリア230_2に対してレーザ光学系107_3及びステージ109_3の位置決めを行う。照射エリア230_2は、照射エリア230_1に対して、X方向に隣接する照射エリアである場合について示すが、Y方向に隣接する照射エリアであってもよい。
At time T3, the
図9において、時間T4及び時間T6における動作については、時間T2の記載を参照すればよく、時間T5における動作については、時間T3の記載を参照すればよい。レーザ加工装置100Aは、時間T4以降、被加工物200_3が有する複数の照射エリア230の全て及び被加工物200_4が有する照射エリア240の全てに対してレーザ光20を照射して、サファイア基板に形成された全てのマイクロLED211が分離されるまで、上記の動作を繰り返す。
In FIG. 9, the description of the time T2 may be referred to for the operation at the time T4 and the time T6, and the description of the time T3 may be referred to for the operation at the time T5. After the time T4, the laser processing apparatus 100A irradiates all of the plurality of irradiation areas 230 of the workpiece 200_3 and all of the irradiation areas 240 of the workpiece 200_4 with the
本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置100Aによれば、2つのレーザ発振器103_1、103_2を有し、それぞれのレーザ発振器103_1、103_2に対して、複数のレーザ光学系107を同期させることができる。これにより、レーザ加工装置100Aは、一度に処理することができる被加工物200の数を増加させることができるため、表示装置の生産効率が向上する。
According to the laser processing apparatus 100A according to the embodiment of the present invention, there are two laser oscillators 103_1 and 103_2, and a plurality of laser
なお、本実施形態では、ステージ109_1、109_3及びレーザ光学系107_1、107_3を同時に制御し、ステージ109_2、109_4及びレーザ光学系107_2、107_4を同時に制御する方法について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。ステージ109_1、109_4及びレーザ光学系107_1、107_4を同時に制御し、ステージ109_2、109_3及びレーザ光学系107_2、107_3を同時に制御してもよい。 In the present embodiment, a method of simultaneously controlling the stages 109_1 and 109_3 and the laser optical systems 107_1 and 107_3 and simultaneously controlling the stages 109_2 and 109_4 and the laser optical systems 107_2 and 107_4 has been described. However, one embodiment of the present invention has been described. Is not limited to this. The stages 109_1 and 109_4 and the laser optical systems 107_1 and 107_4 may be controlled at the same time, and the stages 109_2 and 109_3 and the laser optical systems 107_1 and 107_3 may be controlled at the same time.
また、制御部101は、ステージ109_1とステージ109_2とを交互に制御し、ステージ109_3とステージ109_4とを交互に制御していればよく、レーザ光学系107_1、107_2とレーザ光学系107_3、107_4とを同期させて制御する必要はない。つまり、レーザ光学系107_1、107_2とレーザ光学系107_3、107_4とを、各々異なるタイミングで制御してもよい。
Further, the
図10は、レーザ加工装置100Aの動作を説明するタイミングチャートである。図10に示すように、レーザ光10が第1の光路と第2の光路とに切り替えられるタイミングと、レーザ光20が第3の光路と第4の光路とに切り替えられるタイミングと、が異なっている。具体的には、レーザ光10が、時間t5において、第1の光路から第2の光路に切り替えられるのに対して、レーザ光20は、時間t6において第3の光路から第4の光路に切り替えられる。このように、レーザ光学系107_1、107_2とレーザ光学系107_3、107_4は、同期して動作しなくても良く、独立して動作してもよい。
FIG. 10 is a timing chart illustrating the operation of the laser processing apparatus 100A. As shown in FIG. 10, the timing at which the
本実施形態では、被加工物200_1~200_4に対し、レーザリフトオフをする場合したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。被加工物200_1、200_2には、レーザリフトオフをし、被加工物200_2、200_4に対して、レーザリフトオフ以外の処理をしてもよい。この場合には、被加工物200_1~200_4を処理する目的に応じて、レーザ発振器103_2の光源と、レーザ発振器103_1の光源とを異ならせてもよい。例えば、被加工物200_1、200_2に対し、マイクロLEDをリフトオフする場合には、レーザ発振器103_1、103_2として、エキシマレーザを用いればよい。また、被加工物200_3、200_4に対し、マイクロLEDを回路基板等に接合する場合には、半導体レーザを用いればよい。この場合に、レーザ光学系107_1~107_4及びステージ109_1~109_4を、図9に示すタイミングチャートで動作させてもよいし、図10に示すタイミングチャートで動作させてもよい。 In the present embodiment, the laser lift-off is performed on the workpieces 200_1 to 200_1, but the embodiment of the present invention is not limited to this. The workpieces 200_1 and 200_1 may be subjected to laser lift-off, and the workpieces 200_1 and 200_1 may be subjected to processing other than laser lift-off. In this case, the light source of the laser oscillator 103_2 and the light source of the laser oscillator 103_1 may be different depending on the purpose of processing the workpieces 200_1 to 200_1. For example, when the micro LED is lifted off from the workpieces 200_1 and 200_2, an excimer laser may be used as the laser oscillators 103_1 and 103_2. Further, when the micro LED is bonded to the circuit board or the like with respect to the workpieces 200_3 and 200_4, a semiconductor laser may be used. In this case, the laser optical systems 107_1 to 107_4 and the stages 109_1 to 109_4 may be operated by the timing chart shown in FIG. 9 or may be operated by the timing chart shown in FIG.
本発明の実施形態及び実施例として説明したレーザ加工装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。また、上述した各実施形態は、技術的矛盾の生じない範囲において、相互に組み合わせることが可能である。 Based on the laser processing apparatus described as the embodiment and the embodiment of the present invention, those skilled in the art have appropriately added, deleted, or changed the design of components, or added, omitted, or changed the conditions. Those are also included in the scope of the present invention as long as they have the gist of the present invention. Further, the above-described embodiments can be combined with each other as long as technical inconsistencies do not occur.
また、上述した実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。 In addition, even if the action / effect is different from the action / effect brought about by the above-described embodiment, those that are clear from the description of the present specification or those that can be easily predicted by those skilled in the art are of course. Is understood to be brought about by the present invention.
本発明の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に相当し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 In the scope of the present invention, those skilled in the art can correspond to various modified examples and modified examples, and it is understood that these modified examples and modified examples also belong to the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art appropriately adds, deletes, or changes the design of each of the above-described embodiments, or adds, omits, or changes the conditions of the process, which is the gist of the present invention. Is included in the scope of the present invention as long as it is provided.
10、20:レーザ光、100、100A:レーザ加工装置、101:制御部、102:レーザ制御部、103:レーザ発振器、104:ミラー、105:分岐素子、106:ミラー、107:レーザ光学系、108:ステージ制御部、109:ステージ、170:ガルバノスキャナ、171:Xスキャンミラー、172:X軸モータ、173:Yスキャンミラー、174:Y軸モータ、175:集光レンズ、200:被加工物、201:サファイア基板、210:照射エリア、211:マイクロLED、212:境界部、220:照射エリア、230:照射エリア、240:照射エリア
10, 20: Laser light, 100, 100A: Laser processing device, 101: Control unit, 102: Laser control unit, 103: Laser oscillator, 104: Mirror, 105: Branch element, 106: Mirror, 107: Laser optical system, 108: Stage control unit, 109: Stage, 170: Galvano scanner, 171: X scan mirror, 172: X axis motor, 173: Y scan mirror, 174: Y axis motor, 175: Condensing lens, 200: Work piece , 201: sapphire substrate, 210: irradiation area, 211: micro LED, 212: boundary, 220: irradiation area, 230: irradiation area, 240: irradiation area
Claims (14)
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光の光路を第1の光路と、前記第1の光路とは異なる第2の光路に分岐させる第1分岐素子と、
前記第1の光路上に配置された第1レーザ光学系と、
前記第2の光路上に配置された第2レーザ光学系と、
前記第1レーザ光学系から出射される第1レーザ光で加工される第1被加工物が載置される第1ステージと、
前記第2レーザ光学系から出射される第2レーザ光で加工される第2被加工物が載置される第2ステージと、
前記第1被加工物に対する前記第1レーザ光の照射位置及び前記第2被加工物に対する前記第2レーザ光の照射位置を制御するために、前記第1ステージ及び前記第2ステージの位置を制御するステージ制御部と、を有し、
前記第1分岐素子により、前記第1の光路と前記第2の光路とが交互に切り替えられ、
前記ステージ制御部は、前記第1の光路が選択されているとき前記第2ステージの位置を制御し、前記第2の光路が選択されているとき前記第1ステージの位置を制御する、
レーザ加工装置。 A laser oscillator that emits laser light and
A first branching element arranged on the optical path of the laser beam and branching the optical path of the laser beam into a first optical path and a second optical path different from the first optical path.
With the first laser optical system arranged on the first optical path,
With the second laser optical system arranged on the second optical path,
A first stage on which a first workpiece to be machined by the first laser beam emitted from the first laser optical system is placed, and
A second stage on which a second workpiece to be machined by the second laser beam emitted from the second laser optical system is placed, and
The positions of the first stage and the second stage are controlled in order to control the irradiation position of the first laser beam on the first workpiece and the irradiation position of the second laser beam on the second workpiece. Has a stage control unit and
The first branch element alternately switches between the first optical path and the second optical path.
The stage control unit controls the position of the second stage when the first optical path is selected, and controls the position of the first stage when the second optical path is selected.
Laser processing equipment.
前記第1切替素子は、前記レーザ光の光路を前記第1の光路と、前記第2の光路とに切り替える、請求項1に記載のレーザ加工装置。 Instead of the first branch element, a first switching element is used.
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the first switching element switches the optical path of the laser beam between the first optical path and the second optical path.
前記レーザ光の光路上に配置され、前記レーザ光の光路を第3の光路と、前記第3の光路とは異なる第4の光路に分岐させる第2分岐素子と、
前記第3の光路上に配置された第3レーザ光学系と、
前記第4の光路上に配置された第4レーザ光学系と、
前記第3レーザ光学系から出射される第3レーザ光で加工される第3被加工物が載置される第3ステージと、
前記第4レーザ光学系から出射される第4レーザ光で加工される第4被加工物が載置される第4ステージと、を有し、
前記ステージ制御部は、前記第3被加工物に対する前記第3レーザ光の照射位置及び前記第4被加工物に対する前記第4レーザ光の照射位置を制御するために、前記第3ステージ及び前記第4ステージの位置を制御し、
前記第2分岐素子により、前記第1の光路と前記第3の光路とが交互に切り替えられ、
前記ステージ制御部は、前記第3の光路が選択されているとき前記第4ステージの位置を制御し、前記第4の光路が選択されているとき前記第3ステージの位置を制御する、請求項1に記載のレーザ加工装置。 A laser oscillator that emits laser light and
A second branching element arranged on the optical path of the laser beam and branching the optical path of the laser beam into a third optical path and a fourth optical path different from the third optical path.
With the third laser optical system arranged on the third optical path,
With the fourth laser optical system arranged on the fourth optical path,
A third stage on which a third workpiece processed by the third laser beam emitted from the third laser optical system is placed, and
It has a fourth stage on which a fourth workpiece to be machined by the fourth laser beam emitted from the fourth laser optical system is placed.
The stage control unit has the third stage and the first stage in order to control the irradiation position of the third laser beam on the third workpiece and the irradiation position of the fourth laser beam on the fourth workpiece. Control the position of 4 stages,
The second branch element alternately switches between the first optical path and the third optical path.
The stage control unit controls the position of the fourth stage when the third optical path is selected, and controls the position of the third stage when the fourth optical path is selected. The laser processing apparatus according to 1.
前記第2切替素子は、前記レーザ光の光路を前記第1の光路と、前記第2の光路とに切り替える、請求項6に記載のレーザ加工装置。 A second switching element is used instead of the second branch element.
The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the second switching element switches the optical path of the laser beam between the first optical path and the second optical path.
前記第1レーザ発振器の光路上に配置された第1分岐素子により分岐された第1の光路及び前記第1の光路とは異なる第2の光路のうち、前記第1の光路が選択されているとき、第1レーザ光学系から射出される第1レーザ光を第1被加工物の照射位置に照射し、
前記第2の光路が選択されているとき、第2レーザ光学系から射出される第2レーザ光を第2加工物の照射位置に照射し、
前記第1の光路と前記第2の光路とは交互に切り替えられる、レーザ加工方法。 Laser light is emitted from the first laser oscillator,
The first optical path is selected from the first optical path branched by the first branch element arranged on the optical path of the first laser oscillator and the second optical path different from the first optical path. At this time, the first laser beam emitted from the first laser optical system is applied to the irradiation position of the first workpiece to be irradiated.
When the second optical path is selected, the irradiation position of the second processed object is irradiated with the second laser beam emitted from the second laser optical system.
A laser processing method in which the first optical path and the second optical path are alternately switched.
前記第1切替素子は、前記レーザ光の光路を前記第1の光路と、前記第2の光路とに切り替える、請求項8に記載のレーザ加工方法。 Instead of the first branch element, a first switching element is used.
The laser processing method according to claim 8, wherein the first switching element switches the optical path of the laser beam between the first optical path and the second optical path.
前記第2レーザ発振器の光路上に配置された第2分岐素子により分岐された第3の光路及び前記第3の光路とは異なる第4の光路のうち、前記第3の光路が選択されているとき、第3レーザ光学系から射出される第3レーザ光を第3被加工物の照射位置に照射し、
前記第4の光路が選択されているとき、第4レーザ光学系から射出される第4レーザ光を第4加工物の照射位置に照射し、
前記第3の光路と前記第4の光路とは交互に切り替えられる、請求項8に記載のレーザ加工方法。 Laser light is emitted from the second laser oscillator,
The third optical path is selected from the third optical path branched by the second branch element arranged on the optical path of the second laser oscillator and the fourth optical path different from the third optical path. At this time, the third laser beam emitted from the third laser optical system is applied to the irradiation position of the third workpiece to be irradiated.
When the fourth optical path is selected, the fourth laser beam emitted from the fourth laser optical system is applied to the irradiation position of the fourth work piece.
The laser processing method according to claim 8, wherein the third optical path and the fourth optical path are alternately switched.
前記第2切替素子は、前記レーザ光の光路を前記第3の光路と、前記第4の光路とに切り替える、請求項13に記載のレーザ加工方法。
A second switching element is used instead of the second branch element.
The laser processing method according to claim 13, wherein the second switching element switches the optical path of the laser beam between the third optical path and the fourth optical path.
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